Production des fruits, Irrigation et modélisation Pourquoi? Comment? G. Vercambre, M. Rahmati, P. Valsésia, M. Génard, F. Lescourret Plantes et Systèmes de culture Horticoles Avignon, France.01
Diamètre fruit [mm] Diamètre des fruits (mm) Poids de fruit à la récolte (kg/arbre) Production des fruits, Irrigation et modélisation Pourquoi? Comment? 80 75 Zephir 2008 Diamètre du fruit Distribution des calibres à la récolte 70 65 60 55 Début différenciation hydrique 50 45 Control Témoin 40 Irrig.57% Irrig.39% 35 Irrig.17% 30 160 170 180 190 200 210 220 Jour Jour de de l année l'année Effet fort sur la croissance des fruits Effet très rapide (7 days) Control Irrig. 57% Irrig.39% Irrig.17% Effet progressif sur le rendement Effet important sur la proportion des calibres.02
50 50 40 40 30 30 20 20 10 10 Production des fruits, Irrigation et modélisation Sucrose (%MS) Sucrose (% MS) 15 15 12 12 9 6 3 9 6 3 Glucose (%MS) Glucose (% MS) Pourquoi? Comment? Variation au cours de la saison - Teneur en saccharose augmente - Teneur en sorbitol et glucose diminue 0 0 8/6 8/6 28/6 28/6 18/7 18/7 7/8 7/8 0 0 8/6 8/6 28/6 28/6 18/7 18/7 7/8 7/8 10 10 Fructose (%MS) 8 8 6 6 4 4 2 2 10 10 8 8 6 6 4 4 2 2 Sorbitol (%MS) Stress Hydrique - Diminution de la teneur en saccharose - Augmentation de la teneur en glucose et fructose - Augmentation de la teneur en MS 0 0 8/6 8/6 28/6 28/6 18/7 18/7 7/8 7/8 Date Date 0 0 8/6 8/6 28/6 28/6 18/7 18/7 7/8 7/8 Date Date Croissance Le stress des hydrique fruits augmente très sensible la sucrosité à l irrigation en jouant : rendement, sur la teneur en calibre, eau du qualité fruit et sur => la quelle proportion flexibilité des différents pour la sucres gestion de l irrigation?.03
Production des fruits, Irrigation et modélisation Arboriculture Pourquoi? Comment? Des actes techniques réalisés à l échelle du verger Irrigation Fertilisation ou effectués jusqu à l échelle de l arbre et du rameau Taille Eclaircissage Avec des incertitudes climatiques : Forte variabilité annuelle Cadre plus général du changement climatique Une production pour le marché du frais : Calibre du fruit et variabilité Qualité du fruit individuel.04
Production des fruits, Irrigation et modélisation Pourquoi? Comment? QualiTree, un modèle de culture en arbo Quels processus sensibles à la disponibilité en eau? Quelles conséquences pour la croissance et la qualité des fruits Quelles interactions avec les ravageurs/maladies?.05
QualiTree : prédiction de la croissance et de la qualité des fruits en lien avec les pratiques modèle de culture axé sur la croissance du fruit et sa qualité en lien avec les pratiques culturales L arbre est composé de différents compartiments : Certains processus physiologiques Racines : sont modélisés : Vieilles racines are modeled : Carbone : Photosynthèse Vieux Stockage/remobilisation bois Gourmands Allocation carbone Rameaux Respiration mixtes Croissance Eau Jeunes racines en croissance Transpirations Transfert de l eau dans la plante Rameau mixte Pousse = + Feuilles + Fruits.06
QualiTree : quelle représentation de la plante et de l interception de la lumière Données d entrée : Situation géographique, Rayonnement global incident Distance de plantation, orientation des rangs Modèle : La plante est représentée à base de 2 ellipsoïdes et de 2 plans de coupe ou sous forme d un ensemble de cube Les feuilles sont distribuées de façon uniforme dans le volume de végétation L extinction de la lumière dans le couvert suit la loi de Beer-Lambert Distinction entre le rayonnement direct et diffus Propriétés des feuilles : absorption, transmission, réflexion P Données simulées : Rayonnement incident pour les différents rameaux mixtes pour les différentes longueurs d onde (PAR, NIR, TIR).07
QualiTree : estimation de la photosynthèse et de la transpiration Site - Longitude - Latitude Modèle d interception de la lumière Climat - Rg - Température/Humidité - Vent Distribution rayonnements Arbre - Forme hauteur/largeur architecture - Propriétés des feuilles Résistance couche limite Résistance stomatique Modèle de transpiration E i VPD Ri C p rbi r si 1 rbi Photosynthèses Transpirations Potentiels hydriques Modèle de transfert de l eau dans la plante Potentiel hydrique collet.08
QualiTree : irrigation et disponibilité en eau dans la plante Transpiration Lien entre : - architecture - conductance hydraulique, - conductance stomatique Absorption d eau Flux et variables : transpiration, absorption d eau, distribution potentiel hydrique.09
Réduction de la photosynthèse Réduction de la croissance QualiTree : irrigation, photosynthèse et croissance Photosynthèse Croissance Potentiel hydrique foliaire (MPa) Potentiel hydrique foliaire (MPa).010
Réduction de la photosynthèse QualiTree : irrigation, photosynthèse et croissance Photosynthèse Croissance Sensibilité différente de la croissance et de la photosynthèse à la limitation en eau Potentiel hydrique foliaire (MPa).011
Masse fraîche du fruit [g] Masse fraîche du fruit [g] QualiTree : croissance et qualité des fruits en lien avec les pratiques Contrôle Déficit hydrique Jour calendaire Jour calendaire Variabilité de la croissance des fruits au sein de l arbre.012
QualiTree : croissance et qualité des fruits en lien avec les pratiques Contrôle Déficit hydrique Masse fraîche du fruit à la récolte [g] Teneur en MS du fruit à la récolte [g] Réduction de la croissance du fruit Masse fraîche du fruit à la récolte [g] Augmentation de la teneur en MS Teneur en MS du fruit à la récolte [g].013
Poids sec du fruit [g] Poids sec du fruit [g] Poids sec du fruit [g] QualiTree : comparaison avec des données expérimentales Variété et Croissance du fruit Variété très précoce : Flordastar, Espagne. Variété précoce : Alexandra, France Variété de saison : Catherine, Espagne Variété tardive : Suncrest, France Poids sec du fruit [g] Poids sec du fruit [g] Flordastar Bien irrigué / Faible charge Jour après floraison Flordastar Stress hydrique / Faible charge Jour après floraison Jour après floraison Jour après Jour après floraison floraison.014
Gourmands (g) Pousses (g) Fruit (g) QualiTree : comparaison avec des données expérimentales Croissance des différents organes et Irrigation Sensibilité différente des organes à un déficit en eau Disponibilité en eau Irrigation outil de contrôle de la vigueur.015
Surface micro-fissures (cm 2 ) Effet des ravageurs/maladies : cas des monilias Croissance des fruits et apparition des micro-fissures Irrigation Eclaircissage Epidemiologie f(croissance pulpe vs peau) Probabilité d infection 1,0 Micro-fissures sur fruit 25 20 15 5 0 90 Low crop load IRRIGATION ET Irrigation ECLAIRCISSAGE 10 Stress techniques pour contrôler la sensibilité au verger 110 130 Jour après floraison Forte charge 150 0,6 Monilia laxa Gibert et al. 2009 Plant pathology, 58:1021-1031 0,2 0,0 0 30 60 x 10 3 Densité de conidies M. laxa % fruits infecté.016
Densité de micro-fissures Effet des ravageurs/maladies : cas des monilias Quelle meilleure combinaison de pratique pour diminuer la sensibilité Bien irrigué Faible charge AV_WI_LC Bien AV_WI_HC irrigué Forte charge Stress AV_WD_LC hydrique Faible charge Stress AV_WD_HC hydrique Forte charge Quilot et al. 2012 0 5 10 15 20 alternative 100 150 200 250 300 Poids du fruit 5 actuel 10 15 20.017
QualiTree : prédiction de la croissance et de la qualité des fruits en lien avec les pratiques Conclusions : Le statut hydrique de la plante affecte : Photosynthèse, Croissance des fruits et des pousses feuillées, mais avec des sensibilités différentes Généricité de l approche : Pêcher => pommier Perspectives Couplage avec un modèle sol simplifié Quid de l azote? Quid de l aspect pluri-annuel?.018